影響活性炭吸附效果的因素
1、吸附劑的性質
(1)孔的大小:活性炭是以含炭物質經高溫炭化和活化而成,活化時造成內部孔隙十分發達。一般孔徑<40nm為微孔,40~100nm為過渡孔,>100nm為大孔。活性炭的吸附量主要由微孔支配,因微孔的表面積占總表面積的95%以上。
(2)比表面積:活性炭的比表面積一般500~1700m2/g。炭的粒徑越小,或微孔越發達,則比表面積越大,吸附量就越大。
(3)炭的表面化學性質:活化時能使炭的表面產生微弱極性,有利于產生離子交換吸附或絡合反應,提高處理效果。要求吸附容量大,速度快,機械強度好。
2、吸附質的性質
能使液體表面張力降低越多的吸附質,越易被吸附;吸附質濃度的影響可由吸附等溫線看出。吸附質的溶解度、表面自由能、分子大小和不飽和程度、極性等均對吸附有影響。
3、pH值
溶液的pH值影響溶質在水中的存在狀態(分子、離子、絡合物)和溶解度,也影響炭的表面電荷特性,活性炭在酸性溶液中吸附性能好,pH>9時不易吸附。
4、溫度
吸附是放熱反應,因此溫度升高,吸附量減少。
5、工藝運行方式
(1)接觸時間:以使吸附達到平衡為原則,確定最佳HRT。一般為0.5~1.0h。受吸附速度影響,應結合技術和經濟兩方面考慮。吸附時應保證一定的接觸時間,以使吸附接近平衡。接觸時間為:
式中:W—炭層容積,m3;Q—流量,m3/h;h—炭層高度,m;v—空塔過濾速度,m/h。
(2)混合程度:快速的混合及良好的接觸利于提高吸附速率,充分發揮吸附的吸附能力。
6、生物協同作用
活性炭使用一定時間后,其表面會繁殖微生物,參與對有機物的去除。目前,有人利用生物活性炭處理低濃度有機廢水,取得了較好的效果。 有利:參與有機物的分解、去除。不利:增加水頭損失,產生厭氧狀態。